操作系統原理及Linux內核分析(第2版)（簡體書）

本書主要介紹操作系統的核心功能——用戶接口、進程管理、處理機調度與死鎖、存儲管理、設備管理、文件管理及其主要思想與設計原理，多處理機系統及嵌入式操作系統基本原理與應用環境，操作系統安全技術； 以Linux為例，分析了操作系統的核心代碼的實現方法、技術以及操作系統各個功能部分的關聯實現技巧； 在此基礎上，從操作系統的發展需求及計算機體系結構的發展角度介紹當前操作系統發展的新趨勢。本書內容基本覆蓋了全國研究生招生考試操作系統考試大綱主要內容，書中列舉了大量實例，力求將抽象的概念具體化，將復雜的理論與實際聯系起來； 書中還提供了大量習題，其中既有一般概念和基本原理測試題，還包括近年來全國計算機等級考試與研究生招生考試試題。本書既可作為計算機及相關專業的教材和等級考試、考研輔導書，也可供從事計算機工作的科技人員參考。

《操作系統原理及Linux內核分析(第2版）》本書以Linux為例，分析實際操作系統技術的應用和各部分功能之間的關聯，將復雜的理論與實際聯系起來，提高分析問題、解決問題的能力。

目錄


第1章緒論

1.1什麼是操作系統

1.1.1程序是如何運行的

1.1.2操作系統的作用

1.2操作系統運行環境

1.2.1計算機的基本硬件元素

1.2.2與操作系統相關的幾種主要寄存器

1.2.3指令的執行

1.2.4中斷

1.2.5處理機狀態及特權指令

1.3操作系統的形成和發展

1.3.1操作系統發展的基礎

1.3.2手工操作

1.3.3批處理系統

1.3.4分時系統

1.3.5實時系統

1.3.6個人操作系統

1.3.7網絡操作系統

1.3.8分布式操作系統

1.3.9嵌入式操作系統

1.3.10操作系統的發展趨勢

1.4操作系統的功能和特性

1.4.1操作系統的功能

1.4.2操作系統的基本特征

1.5操作系統結構

1.5.1模塊組合結構及層次結構

1.5.2微內核結構

1.5.3虛擬機結構

1.6Linux操作系統

1.6.1Linux發展歷程

1.6.2Linux的特點

1.6.3Linux內核結構

習題

第2章用戶接口

2.1命令控制界面

2.1.1聯機命令的類型

2.1.2聯機命令的操作方式

2.2Linux系統的命令控制界面

2.2.1登錄Shell

2.2.2命令句法

2.2.3常用的基本命令

2.2.4重定向與管道命令

2.2.5通信命令

2.2.6后臺命令

2.3程序接口

2.3.1系統調用

2.3.2系統調用的類型

2.3.3系統調用的實現

2.3.4Linux系統調用

2.3.5Windows應用編程接口

習題

第3章進程管理

3.1進程的概念

3.1.1進程的引入

3.1.2進程的定義

3.1.3引入進程的利弊

3.2進程控制塊和進程的狀態

3.2.1進程的狀態及其變化

3.2.2進程控制塊

3.3進程的控制

3.3.1進程的創建原語

3.3.2進程的撤銷原語

3.3.3進程的阻塞與喚醒原語

3.4進程同步

3.4.1互斥

3.4.2進程的同步

3.4.3同步機構

3.4.4同步機構應用

3.5經典的進程同步問題

3.5.1生產者 消費者問題

3.5.2讀者 寫者問題

3.5.3哲學家進餐問題

3.6進程通信

3.6.1進程通信的類型

3.6.2進程通信的方式

3.6.3消息緩沖隊列通信機制

3.6.4信箱通信

3.7線程

3.7.1線程的引入

3.7.2線程的概念

3.7.3線程的控制

3.7.4線程的實現

3.7.5線程的適用范圍

3.8Linux的進程管理

3.8.1Linux進程概念與描述

3.8.2Linux中的進程狀態及其轉換

3.8.3Linux的進程控制

3.8.4Linux的進程通信

習題

第4章處理機調度與死鎖

4.1調度的基本概念

4.1.1作業的概念及作業的狀態

4.1.2分級調度

4.1.3調度的功能與時機

4.1.4調度原則與性能衡量

4.2調度算法

4.2.1先來先服務算法

4.2.2短作業優先算法

4.2.3最高響應比優先算法

4.2.4高優先權優先算法

4.2.5輪轉法

4.2.6多級反饋算法

4.3實時調度算法

4.3.1實時系統的特點

4.3.2實時調度算法

4.4多處理機調度

4.4.1多處理機系統的類型

4.4.2多處理機系統調度方式

4.5死鎖

4.5.1死鎖的產生

4.5.2死鎖的必要條件

4.6解決死鎖問題的方法

4.6.1死鎖的預防

4.6.2死鎖的避免

4.6.3死鎖的檢測與解除

4.7Linux進程調度

4.7.1調度的時機

4.7.2調度策略

4.7.3調度算法

習題

第5章存儲管理

5.1存儲管理基本概念

5.1.1物理內存和虛擬存儲空間

5.1.2存儲管理的主要任務

5.2分區式存儲管理

5.2.1固定分區

5.2.2可變分區

5.2.3地址變換與內存保護

5.2.4分區式存儲管理的優缺點

5.3頁式存儲管理

5.3.1靜態頁式存儲管理

5.3.2動態頁式存儲管理

5.3.3指令存取速度與頁面大小問題

5.3.4存儲保護

5.3.5頁式存儲管理的優缺點

5.4淘汰算法與抖動現象

5.4.1淘汰算法

5.4.2抖動現象與工作集

5.5段式存儲管理

5.5.1靜態段式存儲管理

5.5.2動態段式存儲管理

5.5.3分段和分頁的主要區別

5.5.4段的信息共享

5.5.5段的靜態鏈接與動態鏈接

5.5.6段式存儲管理的內存保護

5.5.7段式存儲管理的優缺點

5.6段頁式存儲管理

5.6.1實現原理

5.6.2段頁式存儲管理的其他問題

5.7Linux存儲管理

5.7.1進程虛存空間的管理

5.7.2Linux的分頁式存儲管理

習題

第6章設備管理

6.1設備管理概述

6.1.1設備的分類

6.1.2設備管理的目標

6.1.3設備控制器

6.1.4I/O系統的層次結構

6.2數據傳送控制方式

6.2.1程序直接控制方式

6.2.2中斷控制方式

6.2.3DMA控制方式

6.2.4通道控制方式

6.3中斷處理與設備驅動程序

6.3.1中斷處理過程

6.3.2設備驅動程序

6.4緩沖技術

6.4.1引入緩沖技術的原因

6.4.2緩沖的種類

6.4.3緩沖池的管理

6.5設備分配

6.5.1設備分配中的數據結構

6.5.2設備分配的原則

6.5.3設備分配程序

6.5.4SPOOLing技術

6.6邏輯I/O系統

6.7Linux的設備管理

6.7.1邏輯I/O管理

6.7.2用戶與設備驅動程序

6.7.3設備模型

習題

第7章文件管理

7.1文件和文件系統

7.1.1文件的概念

7.1.2文件的分類

7.1.3文件管理系統

7.2文件的邏輯結構

7.2.1無結構文件

7.2.2順序文件

7.2.3索引文件

7.2.4直接文件

7.3文件的物理結構

7.3.1連續文件

7.3.2鏈接式文件

7.3.3索引文件

7.4文件存儲空間的管理

7.4.1位示圖法

7.4.2空閑表法

7.4.3空閑鏈表法

7.5文件目錄管理

7.5.1文件控制塊的內容

7.5.2目錄結構

7.5.3目錄管理

7.6文件共享和保護

7.6.1基于索引節點的共享方法

7.6.2基于符號鏈接的共享方法

7.6.3文件的保護

7.7磁盤管理與調度

7.7.1磁盤性能簡述

7.7.2磁盤調度算法

7.8Linux文件管理

7.8.1Linux文件系統概論

7.8.2虛擬文件系統

7.8.3EXT文件系統

7.8.4文件管理和操作

習題

第8章多處理機系統

8.1多處理機

8.1.1多處理機硬件

8.1.2多處理機操作系統類型

8.1.3多處理機同步

8.1.4處理機調度

8.2多計算機

8.2.1多計算機硬件

8.2.2低層通信軟件

8.2.3用戶層通信軟件

8.2.4遠程過程調用

8.2.5分布式共享存儲器

8.2.6多計算機調度

8.2.7負載均衡

8.3虛擬化

8.3.1準虛擬化

8.3.2內存的虛擬化

8.3.3I/O設備的虛擬化

8.3.4虛擬工具

8.3.5多核處理機上的虛擬機

8.3.6授權問題

習題

第9章嵌入式操作系統

9.1什麼是嵌入式操作系統

9.2嵌入式操作系統的特點

9.3嵌入式操作系統的主要功能

9.4嵌入式操作系統的應用領域

9.5典型的嵌入式操作系統

9.5.1VxWorks

9.5.2QNX

9.5.3嵌入式Linux

9.5.4Windows CE

9.5.5Android

9.5.6iOS

9.5.7Symbian OS

9.5.8TinyOS

9.5.9μC/OS

9.6嵌入式操作系統的發展趨勢

習題

第10章操作系統安全

10.1操作系統安全概述

10.2操作系統的安全機制

10.2.1硬件安全機制

10.2.2標識與鑒別機制

10.2.3訪問控制機制

10.2.4最小權限管理

10.2.5可信路徑

10.2.6審計

10.3Linux操作系統的安全性

10.3.1PAM機制

10.3.2文件系統加密

10.3.3網絡監控與入侵檢測

10.3.4強制訪問控制

10.3.5安全審計

10.3.6防火墻機制

習題

參考文獻